斯柯达汽车网络

电气元件的增加, 电气元件的增加 软件更新方便
更多控制单元间大量高速传递需求
实现减轻车身重量
CAN-BUS总线，称为控制单元的局 总线， 总线 域网， 域网，它是车用控制单元传输信息的 一种传送形式。 一种传送形式。 车上的布线空间有限， 车上的布线空间有限，CAN-BUS系 系 统的控制单元连接方式采用铜缆串行 方式。由于控制器采用串行合用方式， 方式。由于控制器采用串行合用方式， 因此不同控制器之间的信息传送方式 是广播式传输。 是广播式传输。也就是说每个控制单 元不指定接收者， 元不指定接收者，把所有的信息都往 外发送； 外发送；由接收控制器自主选择是否 需要接收这些信息。 需要接收这些信息。
电平信号 电信号传送 一人发送 大家接收
发动机转速
总线上的信号交换(广播原理 在CAN总线上的信号交换 广播原理 总线上的信号交换 广播原理)
CAN-BUS 的数据结构
当控制器发送信息时，并不仅仅是数据本身，它同时还带有属性数据打成数据包一起传送。 当控制器发送信息时，并不仅仅是数据本身，它同时还带有属性数据打成数据包一起传送。 该数据包共有7个数据段 分别储存有开始区（ 位），状态区 个数据段， 状态区（ 位），检验区 检验区（ 位 该数据包共有 个数据段，分别储存有开始区（1位），状态区（11位），检验区（6位）， 数据区（ 位），安全区 安全区（ 位），确认区 确认区（ 位 和结束区（ 位 数据区（64位），安全区（16位），确认区（2位）和结束区（7位）。
2000年，大众公司在PASSAT和GOLF 年 大众公司在 和 采用了带有网关的第二代CAN-BUS。 采用了带有网关的第二代 。
2003年，大众集团在新PQ35平台上使用五重 年 大众集团在新 平台上使用五重 结构的CAN-BUS系统，并且出现了单线的 系统， 结构的 系统 LIN-BUS。 。
舒适系统的信号图
舒适系统的Canbus信号和驱 信号和驱 舒适系统的 动系统有很大区别： 动系统有很大区别： CAN-High的高电平为：3.6V 的高电平为： 的高电平为 CAN-High的低电平为：0V 的低电平为： 的低电平为 CAN-Low 的高电平为：5V 的高电平为： CAN-Low 的低电平为：1.4V 的低电平为： 逻辑“ ： 逻辑“1”：CAN-High=3.6V CAN-Low=1.4V 逻辑“ ： 逻辑“0”：CAN-High=0V CAN-Low=5V 10us
CAN-BUS的由来 的由来
由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车运行参数进行控制， 由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车运行参数进行控制，因而汽车控 制器的数量在不断的上升，从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。 制器的数量在不断的上升，从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单元 数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国BOSCH公司开发了 数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国 公司开发了 一种设计先进的解决方案－ 数据总线， 一种设计先进的解决方案－CAN数据总线，提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间 数据总线 进行数据交换。 进行数据交换。
数据总线 CAN&LIN
培训内容
CAN数据总线结构、原理 数据总线结构、 数据总线结构 数据总线分类、总线诊断接口、 数据总线分类、总线诊断接口、网关 数据总线波形分析 总线线束修理 总线波形测量练习
CAN数据总线结构原理
开发CAN 开发CAN Bus 系统的理由
安全、 安全、舒适及排放方面需求
CAN 收发器接收 CAN 控制器传 来的数据并转化为电信号传递
3. 接收数据
CAN bus 网络中所有其它控制 单元， 单元，作为潜在的接收器
4. 检查数据
收到信号的控制单元， 收到信号的控制单元，评估该信 号是否与其功能有关。 号是否与其功能有关。
CAN –BUS线
CAN-B醒（Sleep Mode / Wake-up）： ）： 为了减少系统电源的功率消耗，可以将CAN 器件设为睡眠模 为了减少系统电源的功率消耗，可以将 式以便停止内部活动及断开与总线驱动的连接。 式以便停止内部活动及断开与总线驱动的连接。CAN 器件可 由总线激活，或系统内部状态而被唤醒。 由总线激活，或系统内部状态而被唤醒。
CAN Bus 硬件
控制器、收发器、两个终端电阻、 控制器、收发器、两个终端电阻、两条传输线 CAN收发器 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为 收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能， 收发器 电信号并将其送入数据传输线。 电信号并将其送入数据传输线。 数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回， 数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传 数据传输线：双向数据线， 输。 数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成。
仪表
发动机
ABS
数据传递过程
1. 提供数据 5. 使用数据
相应控制单元向CAN控制器提供 相应控制单元向CAN控制器提供 CAN 须发送的数据
2. 发射数据
如果接收到数据是相关的, 如果接收到数据是相关的, 控制 单元接受并处理; 否则忽略. 单元接受并处理; 否则忽略.
控制单元1 数据使用 数据检查 数据接收 数据发射 控制单元2 数据 数据检查 数据接收 控制单元3 控制单元4 数据使用 数据检查 数据接收
单元错误状态 主动错误状态 被动错误状态 总线关闭态
发送错误计数值（TEC） 发送错误计数值（TEC） 0～127 128～ 128～255 256
接收错误计数值（REC） 接收错误计数值（REC） 且 或 0～127 128～ 128～255 —
噪音和干扰问题
周围电磁干扰源发出电磁波， 周围电磁干扰源发出电磁波， 总线会产生感应电压。 总线会产生感应电压。
数据使用优先权
优先权 控制单元 ABS/EDL 控制单元 信息传递 发动机制动控制
牵引力控制调整
1 2
发动机控制单元
发动机转速 节气门位置 爆振 冷却液温度 车速 档位信号 齿轮转速 发动机干预
发动机控制单元
3 4
自动箱控制单元
驱动CAN 总线上的优先级顺序 驱动
ABS/EDS 控制单元 自动变速箱控制单元 发动机控制单元
广播原理：一家发送， 广播原理：一家发送， 大家接收
控制单元网络传输发展史
大众公司首次在97年 大众公司首次在 年PASSAT的舒适系统上 的舒适系统上 采用了传送速率为62.5kbit/s的CAN-BUS。 采用了传送速率为 的 。 2001年，大众公司提高了CAN-BUS的设计标准， 年 大众公司提高了 的设计标准， 的设计标准 将舒适系统CAN-BUS提高到 提高到100kbit/s, 驱动系统 将舒适系统 提高到 提高到500kbit/s。 提高到 。
总线系统的分类
五重的总线结构
K J533
发动机
变速箱
ABS J104
ESP传 感器
安全气囊 J234 雨括器
电动转 向J500
G85 转向柱 J527
J519
收音机 车载电话 空调 J255 左前门 J386 左后门 J388
基本型
舒适系统 J393
右前门 J387
右后门 J389
由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，因此最新版本的CAN总线系统 由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，因此最新版本的CAN总线系统 CAN总线的性能要求不同 CAN 人为设定为5个不同的区域，分别为驱动系统、舒适系统、信息系统、 人为设定为5个不同的区域，分别为驱动系统、舒适系统、信息系统、多功能仪 诊断总线等5个局域网。其速率分别为kbit/s 千位/ kbit/s（ 表、诊断总线等5个局域网。其速率分别为kbit/s（千位/秒）： 驱动系统（由15号线激活）：500 驱动系统（ 15号线激活）：500 号线激活）： 信息系统（ 30号线激活）：100 号线激活）： 信息系统（由30号线激活）：100 仪表系统（ 15号线激活）：500 号线激活）： 仪表系统（由15号线激活）：500 舒适系统（由30号线激活）：100 舒适系统（ 30号线激活）：100 号线激活）： 诊断系统（ 30号线激活）：500 号线激活）： 诊断系统（由30号线激活）：500 LIN: 20
两条数据线相互缠绕，防止电磁波干 两条数据线相互缠绕， 扰和向外辐射，规定绞距20mm。 扰和向外辐射，规定绞距 。
低位
两条数据线传递相同信号，但数值互 两条数据线传递相同信号， 为镜像（对称） 即便有干扰， 为镜像（对称） 。即便有干扰，但两 个信号的电位差不变。 个信号的电位差不变。
高位
CAN-BUS采用双绞线自身校验的结构，既可以 采用双绞线自身校验的结构， 采用双绞线自身校验的结构 防止电磁干扰对传输信息的影响， 防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止 CAN收发器 本身对外界的干扰。 本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根 数据线， 数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线 发送，高低电平互为镜像。 发送，高低电平互为镜像。并且每一个控制器 都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调 都增加了终端电阻， 数据传输终 效应。 效应。 端 CAN总线的基本颜色：橙色 总线的基本颜色： 总线的基本颜色 CAN-Low: 棕色 CAN-High: 驱动系统 黑色 驱动系统(黑色 黑色) 舒适系统（绿色) 舒适系统（绿色 数据传输 线 信息娱乐系统(紫色 紫色） 信息娱乐系统 紫色）
98年在 年在PASSAT和GOLF的驱动系统上增 年在 和 的驱动系统上增 加了CAN-BUS ，传送速率为 传送速率为500kbit/s 加了 。
2002年，大众集团在新PQ24平台上使用带有车 年 大众集团在新 平台上使用带有车 载网络控制单元的第三代CAN-BUS。 载网络控制单元的第三代 。
开始区 优先级别区 未使用 数据区 确认区
检验区－数据量 16位冗余校验码 结束区
总线错误状态
总线关闭态 总线关闭态是不能参加总线上通信的状态。信息的接收和发送均被禁止。 总线关闭态是不能参加总线上通信的状态。信息的接收和发送均被禁止。 这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理， 这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理，根据计数值决定进入何种 状态。错误状态和计数值的系如表。错误状态和计数值 状态。错误状态和计数值的系如表。错误状态和计数值
+1V
CAN收发器
数据传输终 端
-1V ~0 V 外界的干扰同时作用于两根导线 产生的电磁波辐射相互抵消
驱动系统的信号图
驱动系统的CAN信号和逻辑信号： 信号和逻辑信号： 驱动系统的 信号和逻辑信号 CAN-High的高电平为：3.5V 的高电平为： 的高电平为 CAN-High的低电平为：2.5V 的低电平为： 的低电平为 CAN-Low 的高电平为：2.5V 的高电平为： CAN-Low 的低电平为：1.5V 的低电平为： 逻辑“ ： 逻辑“1”：CAN-High=3.5V CAN-Low=1.5V 逻辑“ ： 逻辑“0”：CAN-High=2.5V CAN-Low=2.5V
CAN-BUS上的信息是以二进制形式出现 上的信息是以二进制形式出现 的。也就是说控制单元将信息转换成二进 用电平来模拟二进制， 制，CAN-BUS用电平来模拟二进制，接 用电平来模拟二进制 受控制单元将电平转换成二进制数据， 受控制单元将电平转换成二进制数据，再 将二进制数据转换成正常数据。 将二进制数据转换成正常数据。 例如： 例如： 控制单元A将发动机转速值信号先转换成 控制单元 将发动机转速值信号先转换成 二进制信号(00010101), 然后由发送器转 二进制信号 换成一串电平信号并发送出去。 换成一串电平信号并发送出去。 控制单元B的接收器先读取电平信号， 控制单元 的接收器先读取电平信号，转 的接收器先读取电平信号 换成二进制信号(00010101)，然后再解码 换成二进制信号 ， 成发动机转速值。 成发动机转速值。